波浪理论及其工程应用PDF电子书下载

第一章 预备知识 1

1.1 关于坐标系与一些符号、记法 1

一、坐标系 1

二、张量表示法 2

三、阶符 3

1.2 传输公式与理想流体动力学基本方程 4

一、实质导数的概念 4

二、传输公式 6

三、质量守恒定律——连续方程 7

四、动量守恒定律——动量方程 8

1.3 无旋运动 10

1.4 不可压缩无旋流的动能 15

1.5 Laplace方程解的唯一性 19

1.6 边界条件与初始条件 22

一、固体壁面上的运动学边界条件 22

二、自由面上的边界条件 24

三、无限远处的边界条件 27

四、初始条件 28

1.7 Lagrange连续方程和运动方程 31

一、连续方程 31

二、运动方程 34

参考文献 37

第二章 波浪理论 38

2.1 控制方程 38

2.2 微幅波理论 39

一、Airy波的基本方程及其解 41

二、Airy波运动的特性 44

三、群速度 61

2.3 有限振幅波理论 66

一、Stokes波理论的基本方程及其求解 66

二、Stokes波运动的特性 74

2.4 孤立波理论 85

一、孤立波理论的基本方程 86

二、基本波动方程的求解 90

三、孤立波的传播速度 94

四、孤立波运动的特性 95

2.5 椭圆余弦波理论 112

一、椭余波理论的基本方程及其求解 113

二、椭余波的传播速度 121

三、椭余波运动的特性 123

四、椭余波计算的程序框图 136

2.6 各种波浪理论的适用范围 139

2.7 其他波浪理论 142

一、线性长波理论 142

二、摆线波理论 145

三、立波理论 159

参考文献 172

第三章 波浪的变形 173

3.1 波浪的浅水变形 173

3.2 波的折射 176

3.3 破碎波波高和破碎水深 184

一、天然岸坡（滩）上波浪的破碎 184

二、直立堤前波浪界限和破碎水深 191

3.4 波的反射和透射 193

一、波浪对直立墙的正反射 193

二、波浪对直立墙的斜反射 195

三、反射系数，透射系数及能量系数 196

四、微幅波的反射和透射例子 198

五、法向入射线性波的反射和透射 203

参考文献 208

第四章 波浪作用力 209

4.1 绕流的阻力和惯性力 209

一、绕流阻力——阻力系数 209

二、绕流惯性力——附加质量 213

4.2 小尺度孤立桩柱上的波浪力 223

一、Morison公式 223

二、算例 229

4.3 一般情况下的Morison公式 237

一、任意方向孤立柱体上的波力 237

二、作相对运动孤立柱体上的波浪力 241

4.4 大尺度孤立桩柱上的波浪力 242

一、柱坐标系中Laplace方程的变量分离解 245

二、大直径圆形刚性桩柱上的波浪力 252

三、大直径非刚性桩柱上的波浪力 260

4.5 水下潜没物体上的波浪力 262

4.6 作用在直立堤上波浪力的计算 267

一、作用在直墙上的立波波浪力的计算 267

二、作用在直墙上远破波波压力的计算 269

三、作用在直墙上近破波波压力的计算 271

4.7 边界积分方程方法简介 273

参考文献 277

第五章 港湾对长波入射的响应 279

5.1 港湾振动问题的提法 281

5.2 简单的封闭港池中的立波 284

一、矩形港池 284

二、圆形港池 286

5.3 辐射阻尼的概念 288

5.4 通过狭缝的绕射 292

一、匹配渐近展开法的一般概念 294

二、狭缝绕射问题的求解 294

5.5 狭长运河或海湾引起的散射 299

一、解的一般形式 299

二、狭海湾 302

三、举例 304

参考文献 306

第六章 波浪与可参透结构的相互作用 307

6.1 波浪对部分可渗透直立圆柱体的作用 307

6.2 波浪对可渗透防波堤的作用 313

一、对薄半圆形防波堤 314

二、对薄直墙式防波堤 320

三、对厚直墙式防波堤 322

参考文献 330

第七章 波浪作用下的岸线变化 332

7.1 丁坝附近岸线的演化 332

7.2 防波堤后岸线演化 339

参考文献 346